軸向柱塞泵球面配流副潤滑特性理論研究及其參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、軸向柱塞泵將液壓能高效率的轉(zhuǎn)化為機械能，進而提供給機械系統(tǒng)加以利用和轉(zhuǎn)換，因而在流體機械領(lǐng)域獲得了廣泛應用。然而，為適應當前柱塞泵高速、高壓以及大流量的發(fā)展趨勢，研究柱塞泵系統(tǒng)內(nèi)部機械摩擦、內(nèi)部泄漏以及流量沖擊等因素對容積效率和機械效率的影響具有重要意義，而這將主要決定于泵內(nèi)三對摩擦副的工作狀況。本文以球面配流副為研究對象，研究球面配流副油膜潤滑特性，為進一步創(chuàng)新和改進軸向柱塞泵提供一定的理論參考。本文主要內(nèi)容如下:
　　通過引入

2、歐拉角來表征缸體位姿，建立起球面配流副油膜分布的數(shù)學模型。在考慮實際配流副幾何空間限制的基礎(chǔ)上，利用遺傳算法確定了最小和最大的油膜厚度以及所在位置。研究表明，缸體球面面心位置和缸體姿態(tài)對油膜的分布影響很大，油膜分布的均與對稱性主要由缸體面心坐標來決定，而油膜厚度的大小分布位置則受缸體姿態(tài)影響。
　　建立了基于N-S穩(wěn)態(tài)層流的間隙流體動力學模型，獲得了配流副密封區(qū)的壓力分布式，提出了一種新的基于數(shù)據(jù)的非參數(shù)化建模方法，構(gòu)建了基于多層

3、感知機的密封區(qū)壓力場模型，有利于分析各種參數(shù)變化對壓力場分布的影響。分析表明，大的壓力和粘度弱化了?尺寸對壓力場的非線性影響，以至于在窄的密封帶內(nèi)呈現(xiàn)很強的線性分布特征；由于內(nèi)外密封區(qū)壓力場分布的不均勻性，將導致油膜支撐力變化劇烈，從而使得缸體傾側(cè)變化較大。
　　提出了非對稱傾斜油膜的配流副泄漏模型，建立了油膜形態(tài)與泄漏流量之間的映射，推算了對稱和非對稱縫隙層流的球面配流副泄漏量計算公式。結(jié)果顯示，在理論上，油膜厚度對泄漏量影響很

4、大，泄漏量與配流副球心偏距的三次方成正比；低壓時，在膜厚5~20?m范圍內(nèi)，油膜具有足夠的剛度，可通過增加油膜間隙而改善潤滑特性，同時保證小的容積損失。
　　研究了配流副摩擦轉(zhuǎn)矩損失與泵工作壓力、轉(zhuǎn)速以及油膜厚度的關(guān)系。給出了球面配流副在固體摩擦、邊界潤滑以及完全液體潤滑下的摩擦轉(zhuǎn)矩方程。為實際中直接根據(jù)摩擦轉(zhuǎn)矩而不測量油膜厚度就能判斷配流副潤滑狀態(tài)提供了新的思路。
　　以球面配流副的力學平衡、流量泄漏以及摩擦轉(zhuǎn)矩為三個主要